Comparative Safety Assessment of Prescriptive Means-of-Egress Configurations Using Fault Tree Analysis

Ogni giorno, milioni di persone si muovono nei corridoi e nelle scale dei condomini, confidando che le regole che governano questi spazi le terranno al sicuro in caso di incendio. In Germania, e in molti altri luoghi del mondo, i codici edilizi fungono da manuale per questa sicurezza. Queste normative sono prescrittive, il che significa che elencano progettazioni specifiche che i costruttori devono seguire, come l'obbligo di prevedere due percorsi separati per l'evacuazione o l'assicurazione che i vani scala siano protetti dal fumo. La premessa sottostante è stata a lungo che se un edificio segue queste regole, allora è sicuro, e che diverse progettazioni consentite dal codice offrano un livello di protezione approssimativamente simile. Tuttavia, questa ipotesi è stata raramente testata con un confronto rigoroso e affiancato. Sebbene sappiamo che la sicurezza antincendio dipenda da un complesso mix di disposizione dell'edificio, comportamento umano e affidabilità delle apparecchiature, le normative non misurano esplicitamente se una progettazione approvata sia effettivamente più sicura di un'altra. Questa lacuna lascia una domanda senza risposta: tutte le modalità legalmente consentite per sfuggire a un incendio forniscono davvero lo stesso margine di sicurezza, o alcune configurazioni nascondono rischi significativamente maggiori di altre?

Per rispondere a questo quesito, i ricercatori della Tecnica di Monaco si sono rivolti a un metodo originariamente sviluppato per l'ingegneria aerospaziale e nucleare chiamato analisi dell'albero dei guasti (fault tree analysis). Immaginate una mappa di ogni possibile modo in cui un sistema potrebbe guastarsi, partendo da un singolo evento peggiore al vertice e lavorando a ritroso verso i piccoli guasti individuali che potrebbero causarlo. In questo studio, i ricercatori hanno applicato questa logica alla sicurezza antincendio residenziale. Hanno definito un evento specifico e critico: il momento in cui un incendio diventa così pericoloso che i vigili del fuoco devono soccorrere le persone dall'esterno dei loro appartamenti prima che l'incendio venga estinto. Questo scenario si concentra sulle vie di fuga condivise — i corridoi e le scale — che servono tutti gli abitanti dell'edificio, piuttosto che solo l'appartamento dove è iniziato l'incendio. Costruendo un modello dettagliato di come un incendio possa propagarsi, di come il fumo possa riempire un corridoio, di come le porte possano fallire e di come le persone possano reagire, il team ha creato un sistema trasparente per confrontare diverse progettazioni edilizie.

I ricercatori non si sono basati su dati storici sugli incidenti, che sono spesso troppo scarsi per confrontare ogni possibile disposizione edilizia. Al contrario, hanno utilizzato il giudizio esperto di un esperto di sicurezza antincendio con anni di esperienza per assegnare le probabilità a ogni singolo passaggio della catena del guasto. Hanno identificato 93 fattori distinti, che vanno dalla probabilità che una porta non si chiuda correttamente alla possibilità che una persona entri nel panico e blocchi un'uscita. Questi valori non sono stati trattati come fatti assoluti, ma come input coerenti per vedere come diverse forme di edifici si sarebbero comportate sotto lo stesso set di assunzioni. Hanno poi modellato 21 diverse configurazioni residenziali derivate dal Codice Edilizio Modello tedesco. Queste includevano progettazioni standard con scale interne, gallerie all'aperto, scale esterne e scale di sicurezza specializzate per edifici alti.

I risultati hanno rivelato una realtà sorprendente: le progettazioni che sono legalmente equivalenti possono avere profili di sicurezza molto diversi. Quando i ricercatori hanno calcolato il "punteggio" per ogni configurazione — un numero che rappresenta la probabilità che l'evento principale si verifichi — hanno riscontrato una vasta dispersione. La configurazione più sicura, che presentava una scala di sicurezza interna altamente protetta con molteplici barriere contro il fumo e il fuoco, aveva un punteggio di 0,274. Al contrario, una progettazione standard con un corridoio protetto e una singola scala interna, che fa affidamento sul soccorso dei vigili del fuoco come riserva, ha ottenuto un punteggio di 0,809. Mentre il rapporto tra il migliore e il peggiore dei 21 modelli era di quasi tre a uno, il confronto tra le 14 configurazioni standard del codice, comunemente trattate come alternative regolamentari, ha mostrato un rapporto di punteggio comparativo di 1,70. Ciò significa che, sotto le stesse assunzioni degli esperti, anche all'interno del gruppo di progettazioni standard considerate intercambiabili dai regolatori, alcune configurazioni comportano un rischio implicito significativamente più elevato rispetto ad altre.

Lo studio ha anche identificato esattamente perché esistono queste differenze. Le configurazioni che offrivano due direzioni distinte per l'evacuazione, o che utilizzavano gallerie all'aperto dove il fumo poteva dissiparsi naturalmente, ottenevano costantemente punteggi più bassi, il che significa che erano più sicure. Al contrario, le progettazioni che facevano affidamento su una singola direzione di percorrenza o che utilizzavano corridoi chiusi dove il fumo poteva accumularsi, erano meno sicure. Il modello ha mostrato che il numero di appartamenti collegati a una singola via di fuga era fondamentale; più persone dipendevano da un unico percorso, maggiore era il rischio se quel percorso fosse stato bloccato. Inoltre, la presenza di porte tagliafuoco con chiusura automatica e barriere ant smoke giocava un ruolo cruciale nell'interrompere la catena di eventi che porta a una persona intrappolata. I ricercatori hanno scoperto che la classifica di queste progettazioni rimaneva stabile anche quando regolavano le stime degli esperti verso l'alto o verso il basso, suggerendo che le differenze siano strutturali e non solo il risultato di stime specifiche sul comportamento umano.

Questo lavoro non sostiene che gli attuali codici edilizi siano insicuri o che una specifica costruzione conforme sia destinata al fallimento. Piuttosto, dimostra che il concetto di "sicurezza equivalente" nelle normative prescrittive è più complesso di quanto sembri. Lo studio mostra che le configurazioni ammissibili per prescrizione possono contenere margini di sicurezza impliciti materialmente differenti, il che significa che diverse progettazioni consentite dalle stesse regole non forniscono necessariamente lo stesso livello di protezione. I ricercatori sottolineano che i loro numeri sono punteggi comparativi, non previsioni assolute di quanto spesso avverranno gli incendi. Sono uno strumento per comprendere il rischio relativo, mostrando che un edificio con un semplice corridoio e una scala è intrinsecamente più vulnerabile di uno con una scala di sicurezza dedicata e protetta dal fumo. I risultati suggeriscono che i regolatori e i progettisti dovrebbero essere consapevoli che non tutte le soluzioni approvate sono uguali. Utilizzando questo metodo trasparente, diventa possibile sottoporre le proposte di modifica ai codici edilizi o a piani architettonici specifici a uno screening contro uno standard comune, garantendo che i margini di sicurezza impliciti dei nostri edifici siano compresi e, dove necessario, migliorati. Lo studio conclude che, sebbene l'attuale sistema funzioni, un esame più approfondito rivela che alcuni percorsi verso la sicurezza sono molto più solidi di altri, e riconoscere questa differenza è il primo passo verso un'ingegneria della sicurezza antincendio più informata ed efficace.